Question

【题目】甲醛(HCHO)在化工、医药、农药等方面有广泛的应用。

（1）甲醇脱氢法可制备甲醛（反应体系中各物质均为气态），结合下图回答问题。

①此反应的热化学方程式是______

②反应活化能：过程I___过程II（填“>”“=”或“<”）

③过程II温度—转化率图如下，下列说法合理的是_____

a．甲醇脱氢法制备甲醛过程无副反应发生

b．温度高于 650℃催化剂烧结，活性减弱

c．及时分离产品有利于提高甲醇生成甲醛的转化率

（2）甲醛超标会危害人体健康，需对甲醛进行含量检测及污染处理。

①某甲醛气体传感器的工作原理如图所示，b极的电极反应式为____，当电路中转移4×10-4 mol电子时，传感器内参加反应的甲醛（HCHO）为_____mg。

②氧化剂可处理甲醛污染，结合以下图像分析春季（水温约15℃）应急处理甲醛污染的水源应选择的试剂为______

Answer 1

【答案】CH3OH（g）=HCHO（g）+H2（g）⊿H=+84kJ/mol ＞ b、c HCHO-4e-+ H2O= CO2+ 4H+ 3 Ca(ClO)2

【解析】

（1）①由图可知1molCH3OH脱氢生成1molHCHO和1molH2要吸收能量463kJ/mol-379kJ/mol=84kJ/mol，据此写出热化学方程式；

②由图可知反应活化能：过程I>过程II；

③a．由图可知，甲醇转化率大于甲醇生成甲醛的转化率，说明有其它副反应发生；

b．由图可知，温度高于 650℃甲醇生成甲醛的转化率降低，说明催化剂烧结，活性减弱；

c．减小生成物浓度平衡向正反应方向移动，所以及时分离产品有利于提高甲醇生成甲醛的转化率；

（2）①由图可知，甲醛气体传感器为原电池原理，b极为负极，甲醛发生氧化反应生成CO2，以此书写电极反应式；根据电极反应式计算反应的甲醛的量。

②分析图像可知，水温约15℃时选择Ca(ClO)2处理甲醛污染的水源，甲醛去除率较高。

（1）①由图可知1molCH3OH脱氢生成1molHCHO和1molH2要吸收能量463kJ/mol-379kJ/mol=84kJ/mol，所以反应的热化学方程式是CH3OH（g）=HCHO（g）+H2（g）⊿H=+84kJ/mol，

故答案为：CH3OH（g）=HCHO（g）+H2（g）⊿H=+84kJ/mol；

②由图可知反应活化能：过程I>过程II，

故答案为：>；

③a．由图可知，甲醇转化率大于甲醇生成甲醛的转化率，说明有其它反应发生，所以甲醇脱氢法制备甲醛过程有副反应发生，故a错误；

b．由图可知，温度高于 650℃甲醇生成甲醛的转化率降低，说明催化剂烧结，活性减弱，故b正确；

c．减小生成物浓度平衡向正反应方向移动，所以及时分离产品有利于提高甲醇生成甲醛的转化率，故c正确。

故答案为：b、c；

（2）①由图可知，甲醛气体传感器为原电池原理，b极为负极，甲醛发生氧化反应生成CO2，电极反应式为HCHO-4e-+ H2O= CO2+ 4H+；由反应式可知，当电路中转移4×10-4 mol电子时，传感器内参加反应的甲醛（HCHO）为30g/mol=310-3g=3mg。

②分析图像可知，水温约15℃时选择Ca(ClO)2处理甲醛污染的水源，甲醛去除率较高，且甲醛去除率受pH的影响不大；

故答案为：3；Ca(ClO)2。